Izquierda:Estructuras de vórtice de corrientes arremolinadas. Derecha:Patrón de mezcla de dos corrientes de amoníaco con la corriente de aire cerca de los remolinos, ubicado en la parte inferior de la figura. Los colores indican la distribución de la fracción molar de amoníaco, con mayores cantidades de moléculas de amoniaco en rojo, y cantidades más bajas en azul. Crédito:Taylor &Francis
Nuevas simulaciones indican que el amoníaco en forma de remolino en las cámaras de combustión puede ayudar a reducir las emisiones nocivas, información que puede ayudar a los esfuerzos en curso para desarrollar el amoníaco como una fuente de combustible libre de carbono.
Investigadores en Japón han identificado una forma de reducir las emisiones nocivas producidas por el combustible de amoníaco. Implica hacer girar el gas con aire como parte del proceso de generación de energía. El hallazgo ayuda a avanzar en la investigación sobre el amoníaco como alternativa a los combustibles a base de carbono para automóviles. aviones, e instalaciones de generación de energía.
Amoníaco (NH 3 ) es un compuesto que contiene un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno. Está bajo investigación como fuente de combustible alternativa por varias razones. Contiene mucho hidrógeno, pero es menos costoso y menos inflamable que el hidrógeno puro, haciéndolo más seguro de transportar. Ya existen plantas de producción porque el amoníaco se usa ampliamente en fertilizantes.
Hasta aquí, el amoniaco se ha considerado como combustible cuando se mezcla con gasolina, diesel, combustibles de hidrógeno y metano para reducir la proporción de combustibles a base de carbono y sus emisiones que contribuyen al cambio climático. Desarrollar amoníaco como fuente de combustible puro sigue siendo un desafío, en parte porque durante el proceso de combustión se producen niveles relativamente altos de emisiones nocivas de óxido nítrico.
Se sabe que el óxido nítrico es perjudicial para la salud humana, contribuye al agotamiento del ozono, y cuando reacciona con otros compuestos, contribuye a la lluvia ácida y al calentamiento atmosférico.
Un equipo del Instituto de Ciencia de Fluidos de la Universidad de Tohoku en Japón utilizó supercomputadoras para ejecutar 'simulaciones de remolinos grandes' para analizar cómo se comporta el combustible de amoníaco en diferentes condiciones de combustión. y ver si teóricamente es posible reducir las emisiones de óxido nítrico.
Específicamente, analizaron lo que sucedió cuando el amoníaco se arremolinó junto con el aire dentro de una cámara de combustión teórica bajo diferentes presiones. Compararon los resultados con los del amoníaco y el aire premezclado antes de ingresar a la cámara de combustión, que se sabe que produce menos emisiones de óxido nítrico en condiciones de alta relación combustible / aire.
Encontraron que arremolinándose ni uno, pero dos corrientes de gas amoniaco con una corriente de aire redujeron las emisiones de óxido nítrico a niveles similares a los de los procesos premezclados. Hacer desigual el volumen de las dos corrientes de amoníaco entre los remolinos más internos y externos:60 por ciento y 40 por ciento del combustible inyectado total, respectivamente, condujo a una distribución más uniforme del combustible y el aire en toda la cámara de combustión, que produjo menores emisiones de óxido nítrico.
Todavía, Los niveles de emisión eran más altos que las regulaciones ambientales japonesas para turbinas de energía de gas. Los investigadores planean realizar la próxima prueba si la inyección de aire aguas abajo de la cámara de combustión reduce aún más las emisiones.
